CN108887268B - 一种提早茭白孕茭的生长调节剂及其喷施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提早茭白孕茭的生长调节剂，该生长调节剂为增产灵，其使用浓度为20mg/L，生长调节剂的喷施方法，由以下步骤组成：1）茭墩选择：选择茭田中正常结茭且形状相似的茭墩在三月下旬定植，常规田间管理；2）生长调节稀释溶液的配制：称取增产灵，倒入烧杯，再用量筒称取酒精进行溶解，配制母液，使用时用清水稀释；3）喷施：在茭白生长的五叶期，用生长调节剂稀释溶液喷施在茭白植株的叶片和叶鞘上，每隔10天喷施一次，连续喷施2次。本发明提供的一种提早孕茭的生长调节剂及其喷施方法，可使茭白提早孕茭，提高孕茭率，且有效分蘖率、净茭重等指标优异，在提早孕茭的同时，还能确保茭白产量和品质得到大幅提高。

Description

一种提早茭白孕茭的生长调节剂及其喷施方法

技术领域

本发明属于农作物生产技术领域，具体涉及一种提早茭白孕茭的生长调节剂及其喷施方法。

背景技术

茭白(Zizania latifolia)为禾本科菰属多年生宿根草本植物。茭白孕茭与其内生的菰黑粉菌(Ustilago esculenta)侵染互作密切相关。菰黑粉菌侵染茭白成功后，茭白开花受到抑制，茎基部膨大形成可食用的肉质茎。若菰黑粉菌未能侵入植株，新生腋芽则成为不能形成产品器官的雄茭。若菰黑粉菌菌丝潜育期缩短过早形成冬孢子则产生不能食用的灰茭，植株生长和分蘖趋于衰退。

研究认为，菰黑粉菌的侵入刺激了茭白促进生长的内源激素含量发生明显变化，内源激素含量水平的变化是茭白植株进入孕茭阶段及茭茎膨大生长的内在原因。有人发现，细胞分裂素作用于细胞分裂，在茭白膨大过程中起了重要的作用；生长素和赤霉素GA3能够促进发育早期茭白植株根的生长，有利于茭白吸收土壤中养分，并增强光合作用，促进茭白株高的增加。研究还发现，茭白孕茭及膨大期间脱落酸含量很低。这可能与脱落酸对病原菌的抗性有关，较低的脱落酸含量可降低植株对病原菌的抵抗作用，这利于菰黑粉菌的侵染，从而促进结茭，提高产量。油菜素内酯能够改善植物生理代谢，促进生长，有效提高作物的抗逆能力，提高品质和产量。

茭白因其味道鲜美、营养丰富并具有一定药用功能而广受消费者欢迎。但是由于其成熟季节集中，采收所需人力物力成本巨大，且贮藏中易失水老化或腐败，导致茭白成本偏高，茭农利润空间有限，因此提早茭白孕茭已成为迫切需求。研究者在相关早熟品种选育、栽培管理模式改良、孕茭剂开发等方面持续深入研究。目前，市场上已有早熟品种“浙茭7号”在大规模推广中，“双膜覆盖”等栽培模式对双季茭白的夏茭也有很好的效果。而孕茭调节剂作为灵活、经济的手段，其开发依然是目前研究一大热点。研究发现，植物生长调节剂的使用能够明显提高茭白的产量，且植物生长调节剂施用量小，易分解，环境和作物中残留少，是优良的孕茭调节剂来源。而增产灵能动员植物体内营养物质的输导，促进茎、枝、叶生长，增强光合作用，从而促进生长发育，但是未见采用增产灵来促进茭白提早孕茭的方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种提早茭白孕茭的生长调节剂及其喷施方法。

本发明通过以下技术方案加以实现：

所述的一种提早茭白孕茭的生长调节剂，其特征在于该生长调节剂为增产灵，其使用浓度为20mg/L。

所述的提早茭白孕茭的生长调节剂的喷施方法，其特征在于该方法由以下步骤组成：

1)茭墩选择：选择茭田中正常结茭且形状相似的茭墩在三月下旬定植，常规田间管理；

2)生长调节稀释溶液的配制：称取增产灵，倒入烧杯，再用量筒称取酒精进行溶解，配制母液，使用时用清水稀释；

3)喷施：在茭白生长的五叶期，用生长调节剂稀释溶液喷施在茭白植株的叶片和叶鞘上，每隔10天喷施一次，连续喷施2次。

所述的提早茭白孕茭的孕茭剂的喷施方法，其特征在于步骤2)中酒精采用分析纯酒精。

所述的提早茭白孕茭的孕茭剂的喷施方法，其特征在于每墩茭白生长调节剂的单次喷施量为125ml。

所述的提早茭白孕茭的孕茭剂的喷施方法，其特征在于步骤2)中配制母液的浓度为2mg/mL，清水稀释倍数为100倍，使用浓度为20mg/L。

本发明提供的一种提早孕茭的生长调节剂及其喷施方法，可使茭白提早孕茭，提高孕茭率，且有效分蘖率、净茭重等指标优异，在提早孕茭的同时，还能确保茭白产量和品质得到大幅提高。

附图说明

图1为苯胺蓝染色显微观察图，组织切片经苯胺蓝染色后在光学显微镜下观察菌的形态和分布，标尺为100μm；

图2为处理后菌量变化图，9种处理后茭白中菰黑粉菌相对植物组织的相对表达量，其中处理49为八叶期的样品；

图3不同处理在4个采收时期分别采收的茭白个数，采收时间分别为5月31日，6月3日，6月10日和6月17日，试验结果为5墩茭白的总和，数字代表每个处理下单个采收时间采收的茭白个数，柱长代表每个处理5墩茭白采收的总量；

图4不同处理后田间产量统计图，以壳茭重和净茭重的均值分别对每亩的壳茭产量和净茭产量进行了估算。不同字母表示差异显著(P＜0.05)。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做进一步详细描述，并给出具体实施方式。

一种提早茭白孕茭的生长调节剂，该生长调节剂为增产灵，其使用浓度为20mg/L。提早茭白孕茭的生长调节剂的喷施方法，该方法由以下步骤组成：1)茭墩选择：选择茭田中正常结茭且形状相似的茭墩在三月下旬定植，常规田间管理；2)生长调节稀释溶液的配制：称取增产灵，倒入烧杯，再用量筒称取分析纯酒精进行溶解，配制母液浓度为2mg/mL，使用时用清水稀释，使用浓度为20mg/L；3)喷施：在茭白生长的五叶期，用生长调节剂稀释溶液喷施在茭白植株的叶片和叶鞘上，每隔10天喷施一次，连续喷施2次，每墩茭白生长调节剂的单次喷施量为125ml。

试验例1

试验于2015年和2016年在浙江省桐乡市董家茭白基地实验田进行，试验材料为茭白品种“龙茭2号”，进行常规田间管理。

试验实施方案：通过随机区组设计田间试验，筛选8种不同的植物生长调节剂及其复配组合作为备选孕茭调节剂，每种孕茭剂选择4个不同的喷施时间，包括五叶期(分蘖期、早期)、八叶期(20天后、中期)、孕茭前期(40天后、晚期)以及三个时期全喷，以不喷施孕茭剂作为对照组，共形成49个处理，见表1。每排(15墩茭白)为一个处理单元，每个时期喷施两次，间隔10天，见表1。

表1田间试验处理方案表

注：第一年由8种不同的植物生长调节剂及其复配组合作为备选孕茭调节剂共形成49个处理。其中处理49为对照。--表示在该时期不进行喷施处理。

其中，单个配制方法及其浓度如下：

PP333标准浓度配方：称取300mg的PP333(P8790，索莱宝)，倒入烧杯，再用量筒称取30mL酒精进行溶解，母液浓度为10mg/mL，使用时用清水稀释100倍，使用浓度为100mg/L。

6-BA标准浓度配方：称取120mg的6-BA(A8170，索莱宝)，倒入烧杯，再用量筒称取60mL酒精进行溶解，母液浓度为2mg/mL，使用时用清水稀释200倍，使用浓度为10mg/L。

BR标准浓度配方：称取15mg的BR(B8780，索莱宝)，倒入烧杯，再用量筒称取30mL酒精进行溶解，母液浓度为0.5mg/mL，使用时用清水稀释500倍，使用浓度为1mg/L。

壳聚糖标准浓度配方：称取30mg的壳聚糖(C8320，索莱宝)，倒入烧杯，再用量筒称取15mL冰醋酸进行溶解，母液浓度为2mg/mL,使用时用清水稀释100倍，使用浓度为20mg/L。

4-IPOA标准浓度配方：称取30mg的增产灵(I120189，索莱宝)，倒入烧杯，再用量筒称取15mL酒精进行溶解，母液浓度为2mg/mL，使用时用清水稀释100倍，使用浓度为20mg/L。

ABA标准浓度配方：称取105mg的ABA(A8060，索莱宝)，倒入烧杯，再用量筒称取21mL酒精进行溶解，母液浓度为5mg/mL，使用时用清水稀释500倍，使用浓度为10mg/L。

GA标准浓度配方：称取30mg的GA(G8040，索莱宝)，倒入烧杯，再用量筒称取15mL酒精进行溶解，母液浓度为2mg/mL，使用时用清水稀释200倍，使用浓度为10mg/L。

IAA标准浓度配方：称取60mg的IAA(I8020，索莱宝)，倒入烧杯，再用量筒称取30mL酒精进行溶解，母液浓度为2mg/mL，使用时用清水稀释200倍，使用浓度为10mg/L。

试验使用量为每个处理喷施1.5L药剂稀释溶液，对照不喷施。

对8种备选的植物生长调节剂及其复配剂按表1进行喷施后，对12种组合及4个不同的喷施时期的茭白进行早期4次采收后每墩的结茭数量、有效分蘖数，茭白的壳茭重、净茭重、茭长、茭宽以及植株株高、叶长等分别进行测量及统计分析，见表2。

表2不同试剂及喷施时间组合处理后茭白的生长指标测定表

注：加粗表示早期茭白采收数量显著高于对照的处理。不同字母表示差异显著(P＜0.05)。

从表2可知，对早期结茭数来说，处理18的作用效果较好，处理22、处理10、处理11、处理17次之，处理4、处理5最差，说明了相对于其他植物生长调节剂而言，这几种药剂使茭白提早发生了孕茭；从壳茭重、净茭重来看，处理5的作用效果较最好，处理17、处理13、处理40、处理31次之，而处理26、处理3作用效果最差；从有效分蘖率来看，处理2、处理5、处理6、处理9作用效果好，有效分蘖率高，处理4和处理17次之，处理19作用效果最差，有效分蘖率低，仅有46％；结合有效分蘖率，处理17、处理22或处理11，相对对照可显著提高茭白孕茭，且有提早效果。而结果显示：处理1以及处理8最差，且多种孕茭剂在多次喷施后效果都减弱，表明适宜的喷施时间很重要。

试验例2

通过上述实验筛选出了处理效果较好的备选孕茭剂及其最优喷施时间，根据孕茭剂的作用机理进行复配组合，于第二年设计随机区组田间试验，喷施时间包括五叶期(分蘖期、早期)、八叶期(20天后、中期)，孕茭前期(40天后、后期)，以不喷施孕茭剂作为对照组，共形成15个处理，见表3。每排(12墩茭白)为一个处理单元，每个时期喷施两次，间隔10天，进行植物生长调节剂施加时间及复配剂进一步筛选。

表3田间试验处理方案表

注：第二年由前期处理效果较好的备选孕茭调节剂及其最优喷施时间组合，共形成15个处理。其中处理一为对照。--表示在该时期不进行喷施处理。

对5墩茭白进行4次采收，计算每次的结茭数量，并将未采收的孕茭数计入最后一次统计数值，同时对每墩的有效分蘖数、茭白的壳茭重、净茭重等分别进行测量及统计分析(见表4，图1)。结果显示，处理十到处理十五在第一次采收和第二次采收数量上显著高于对照及其它处理组，表明其能提早茭白孕茭，进一步确认了增产灵早期或中期喷施后对茭白提早孕茭的促进效果；而除处理四与处理十三外，其余处理的总结茭数均显著高于对照。结合壳茭重、净茭重及有效分蘖率等数据(表4)，得到各处理田间产量统计图(图2)。结果表明在不影响产量的情况下，处理十、处理十一、处理十二、处理十三、处理十四、处理十五提早孕茭中效果较好，平均可以提早7天左右。另外，我们发现在处理十三、十四、十五中，增产灵在茭白植株生长中期喷施，相对应的，处理十、十一、十二中增产灵在茭白生长早期喷施(表2)，结果显示，处理十三、十四、十五中茭白的终产量偏低(图4)，表明早期单独喷施增产灵或者中期加喷IAA+6-BA+ABA或IAA+6-BA均可以在保障产值的基础上提早茭白孕茭7天左右。考虑加喷后会造成额外的残留和投入，从综合效益考虑，早期单独喷施增产灵效果较好，其孕茭时间较对照提早了近7天，结交率增加了45％以上，产量增加了近一半。

表4：15种孕茭剂喷施组合处理后茭白的生长指标测定表

试验例3

对田间表现出孕茭时间有较好效果的处理(处理10、处理11、处理17、处理18、处理22、处理24、处理42,、处理44及对照处理49)进行组织中菰黑粉菌生长状态的分析，组织切片后经苯胺蓝染色观察结果表明，喷施不同的植物生长调节剂，菌的含量都不相同；同一品种在不同时期喷施相同的调节剂，茭白中菌的含量也不一样；总的来说菌的数量与茭白的结茭时间及茭重成正相关。说明茭白膨大过程与菌量有关，其中处理18表现得尤为明显(图3)。qRT-PCR结果(图4)分析发现，在喷施当天，菌量与植株组织的比值在1左右，表明此时组织中的菌的含量较少；而在喷施10天后，能促进孕茭的处理中菌的含量显著上升；在喷施20天后，普遍提早孕茭的喷施组合中菌量与组织的比值都高于500，表明此时组织中菌大量增殖，而只有分蘖期喷施增产灵的处理菌量维持10天左右的水平，比值为300左右，说明该比值是植株与菌比较恰当的比例，在该情况下菌能促进茭白孕茭，同时又不会消耗植株过多的养分导致茭白短小。

从上述试验例中可知，第一年通过不同孕茭剂及不同喷施时间的组合试验得知，在八叶期喷施增产灵、油菜素内酯以及脱落酸+细胞分裂素+生长素的组合均可以显著提早孕茭时间，但是结合其它数据表明该提早孕茭导致了茭白品质的下降，包括茭白的外形变短变小，单个净茭重显著低于对照，伴随着茭白内真菌的大量增殖。由此说明菌的大量增殖虽然可以提早茭白膨大，但是可能损耗了植物的大量营养，使得孕茭的茭白不能持续膨大，从而影响了最终的品质，合理增加施肥或许可以弥补茭白品种的缺陷。而在五叶期喷施增产灵的处理结果表明其不仅使得茭白提前孕茭，且茭长、茭宽均显著大于对照，净茭重等指标显著优于对照，因此我们认为增产灵是比较好的孕茭时间调节剂，并且最佳喷施时间在五叶期。

为进一步研究不同孕茭剂更为合理的搭配组合及喷施时间差异对茭白孕茭及茭白品质的影响，通过进一步的田间试验。结果发现中期增加喷施生长素+细胞分裂素+脱落酸的组合并没有显著提高筛选获得的赤霉素、增产灵及油菜素内酯的促提早孕茭效果，仅对单个茭白的重量具有一定的促进效果。而在五叶期喷施增产灵的处理结果表明其不仅使得茭白提前孕茭，且有效分蘖率，净茭重等指标显著优于对照，因此本实验表明早期喷施增产灵具有促提早孕茭及增加产量的效果，而早期喷施赤霉素可以增加茭白的孕茭率，相比而言，油菜素内酯的促进效果一般，且价格昂贵。因此综合喷施效果，结茭率，茭白品质及价格优势等多方面因素，确定增产灵是比较好的孕茭时间调节剂，并且最佳喷施时间在五叶期。该试验结果为进一步研究茭白孕茭及进行茭白品质培育提供依据，为茭白种植及管理提供了田间指导。

本发明各试验例中，样品采集及指标测定，采用以下方法：

第一年样品采集采用随机抽样法选取3墩供取样，于喷施当天、10天后及20天后分别取样，一部分用液氮速冻，带回实验室置–80℃冰箱备用。另一部分放入卡诺试剂中进行固定。第一年和第二年分别在采收期时分别选取5墩茭白进行生长指标和采收指标测定。

生长指标测定：每墩选3株茭白，用钢卷尺分别测量其株高、叶长、叶宽，同时逐墩查看分蘖数和有效分蘖数。

采收指标测定：对茭白进行4次采收，每次间隔3天，然后进行产量测定，包括采收茭白的数量、壳茭重、净茭重、茭长、茭宽等指标，第二年于最后一次采收时统计所有孕茭数量，并计算田间产量，计算公式如下：壳茭产量/亩＝500墩/亩*每墩分蘖数*有效分蘖率*壳茭重，净茭产量/亩＝500墩/亩*每墩分蘖数*有效分蘖率*净茭重，每亩地以500墩茭白计算。

组织切片及苯胺蓝染色观察

固定液中取出材料；超纯水清洗震荡1-2次；徒手切片，选取薄块放入2mL离心管中；超纯水清洗1-2次，用10％KOH于75℃进行透明化30-60min；超纯水清洗2-3次，苯胺蓝染色15min，取出切片放入超纯水中洗去染料，采用普通光学显微镜观察菌丝生长状态，并拍照。

DNA提取及荧光定量PCR

通过CTAB法对茭白植株茎部(菰黑粉菌侵染部位)进行基因组DNA提取，同时参考茭白植株和菰黑粉菌的基因组信息设计引物，以茭白的单拷贝基因ZlActin作为内参(ZlActin1-q-1F:5’–GACGGTGAGGATATCAAGCC-3’，ZlActin1-q-1R:5’–GCGAGGGCAACCGACAATAC-3’)，菰黑粉菌的单拷贝基因β-Actin作为菌定量指示基因(β-Actin-QF:5’–CAATGGTTCGGGAATGTGC-3’，β-Action-QR:5’–GGGATACTTGAGCGTGAGA-3’)，进行荧光定量PCR(qRT-PCR)。qRT-PCR采用SYBR Green I染料法，反应在StepOne TM Real-Time PCR System(ABI)检测系统上进行。PCR反应体系：10μL SYBR Premix Ex Taq TM，上、下游引物(10μmol/L)各0.5μL，0.5μL cDNA模板，8.5μL超纯无菌水。反应程序：95℃30s；95℃30s，60℃20s，72℃延伸30s，进行40个循环，每个反应设置3个重复样品。根据实时荧光定量PCR得到的Ct值以及标准曲线，采用2^-△△Ct法计算单位茭白组织中菰黑粉菌所占的比重。

Claims (2)

1.一种提早茭白孕茭的生长调节剂的喷施方法，该生长调节剂选用增产灵，其特征在于该方法由以下步骤组成：

1）茭墩选择：选择茭田中正常结茭且形状相似的茭墩在三月下旬定植，常规田间管理；

2）生长调节稀释溶液的配制：称取增产灵，倒入烧杯，再用量筒称取酒精进行溶解，配制浓度为2mg/mL的母液，使用时用清水稀释100倍，使用浓度为20mg/L，每墩茭白生长调节剂的单次喷施量为125ml；

3）喷施：在茭白生长的五叶期，用生长调节剂稀释溶液喷施在茭白植株的叶片和叶鞘上，每隔10天喷施一次，连续喷施2次。

2.如权利要求1所述的一种提早茭白孕茭的生长调节剂的喷施方法，其特征在于步骤2）中酒精采用分析纯酒精。

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